【摘 要】本文阐述了电动汽车的各项特点和优势，以混合动力电动汽车作为研究主题，分析了电子电力技术应用于电动汽车中需要注意的问题，并且结合实际情况给出了相关建议。

【关键词】电力电子技术 混合动力电动汽车 技术应用

基金项目：本文是来自于陕西工业职业技术学院2011年度教研项目《电力电子课程理实一体化教学方案研究》编号JY11-08教研成果之一。

电力电子技术主要作用于大功率电能的转换与控制，该技术结合了电子、控制、电能转换器件这三个部分，当前电力电子装置应用非常普遍，例如在一些需要大功率电能来维持运行的设备当中，都可以轻易发现电力电子技术的身影。现阶段对于电力电子技术的研究大体分为三个方向，首先是变换器拓扑开关、电路仿真建模、电路控制等方面，此外在电子设计中，还能够作用于半导体器件的模型建立、测试工作以及仿真加工等，电力电子技术还可以应用于工控领域。进入21世纪以来，电动汽车得到了广泛青睐，它具有绿色节能环保的优势，并且对于城市环境改善具有深远意义，是一个值得长期研究的汽车产品种类，现在将电力电子技术引入到电动汽车当中，这对于双方面的应用价值无疑是一种考量，具有很高的研究价值。

电动汽车的特点及发展历程

根据不同的动力来源，电动汽车主流类型分为三种：纯电动汽车、燃料电池电动汽车、混合动力汽车。车载电池是纯电动汽车的动力来源，但是由于电池性能在很长一段时间里都没有实质性突破，因此纯电动汽车并没有更新到人们所预期的高度。而燃料电池电动汽车则有所不同，它的动力源可以实现高效率转换，不会对环境产生较大的污染，电池使用寿命具有优势，但燃料电池电动汽车的问世至今，在性能方面依旧未获得显著提高，所以燃料电池电动汽车也未能像人们所预想的那样普及。最后，混合动力电动汽车则是通过发动机驱动来为汽车提供可靠的动力，让电力电子控制系统与蓄电池紧密配合，在能量分布上非常均衡，混合动力电动汽车同样具有污染低、能耗低等特点。上世纪90年代中后期，各国汽车生产巨头开始着手研究电动汽车，对其应用与发展作出了规划，德国、日本、美国的汽车生产公司相继推出了各自的电动汽车，在车型方面涵盖轿车、货车与面包车等。

日本丰田公司始终是电动汽车的领军者，丰田所研制的电动汽车已经拥有15年商业化经验，第一批混合动力电动汽车的量产开始于上世纪90年代中期，紧接着又推出了混合动力四轮驱动面包车，并且为其搭载了专用动力控制系统。丰田公司在2003年确立了一套混合动力系统THS II，其油耗低，节能效果显著，接下来丰田公司开始面向欧洲拓展动力电动汽车业务，Lexus RX型混合动力轿车正式与欧洲消费者见面。2013年，丰田公司已经将自家生产的电动汽车悉数采用混合动力发动机，为环境保护和节省燃油带来了巨大帮助。

电动汽车分类概述

现阶段，汽车产业迎来了技术改革和产业结构调整的重要时期，以安全环保为前提的汽车成为了众人关注的焦点，电动汽车将成为汽车界的重要成员，在发达国家对于电动机车技术的研究始终没有间断，包括我国也同样在大力研发新能源汽车。21世纪汽车领域的发展，电动汽车会扮演一个重要角色，脱离了实验室阶段的电动汽车，开始慢慢向商品化过渡，很多知名汽车生产厂家都陆续推出了环保型电动汽车或概念电动汽车，引发新一轮汽车技术浪潮。

混合电动汽车根据不同的性能原理，可搭配合适的电力电子装置，为汽车提供有效的动力控制。混合电动汽车分为多种类型，并根据混合动力结构来为发动机分配功率。串联式系统需要利用发动机的驱动来供电，然后为汽车驾驶提供必要的电能转换，功率分配会参照发动机的工作原理和相应类型。因为动力源处于并行状态，所以混联式也被称作为串并联式，它可以极大程度上挖掘出并联式与串联式各自的性能优点，丰田公司推出的Prius系列动力系统便是采取这样的工作原理，将动力分配给发动机，然后驱动汽车行驶，加强电动机的运行效率。

电力电子技术在混合动力电动汽车中的应用

1.应用技术分析

因外部环境所限，混合动力电动汽车在使用电力电子技术时，应当关注功率、体积、安装以及成本这些问题，此外，具体技术应用细节也值得思考。首先是密封，电力电子装置在电动汽车内部必须得到密封，车身剧烈的晃动会导致机油或其他液体溢出，损坏电子电力装置。此外，蓄能系统作为混合动力中的变量，它会因为电流电压的变化对汽车构成负载，进而影响到直流母线，包括弱磁状态下的电机，这些负载最终都会对蓄能系统带来不利，致使母线电压超过理论承载范围。基于电动汽车复杂的驾驶情况，设计人员需要根据不同车型来调整和控制直流母线电压。电力电子装置的干扰问题。电磁干扰会减弱电力电子装置的控制能力，在车身空间内，集成了许多控制芯片和电路的装置很容遭到干扰，解决干扰的方法需要依靠设计工艺来完成，如何屏蔽或减弱这些干扰，为电力电子装置提供稳定的运行空间。最后，电力电子装置的系统控制问题。高采用率的开关系统被广泛应用于混合动力电动汽车，在交流传动系统中发挥着控制作用，这样的控制系统必须搭配精确的解算器和编码器，也就是说必须让电机呈现饱和或理想的温度梯度，这样才能满足控制需求。电动汽车电池组的供电电压是固定的，为了让电子电力装置能够发挥出良好的控制作用，可以通过设计来调节变压器输出电压，让电压对应电力电子装置和发电机的需求。

丰田THSⅡ对于电力电子装置的应用非常具有代表性，装载着“AtkinSon” 循环发动机的THSⅡ，再搭配交流电动机与动力调节装置，使得电池组可以持续稳定的输出电压，并且交由变压器来调整。高压电源电路，采取多种逆变器与14V蓄电池组成功率控制单眼，该单元将DSP控制器和保护电路集成一体。

2.控制策略分析

电力电子技术在混合动力电动汽车中的应用，还需要关注控制策略，当主要配件设计完成后，怎样针对控制策略展开优化变成了主要问题。为了符合电动汽车低排量、低油耗等特点，在汽车性能方面应该在保证正常运行的情况下，寻找一条最为科学的控制策略，让混合动力电动汽车的发动机与电机得以分配到合理的功率，节约混合动力电动汽车的能源消耗，在最低排放下取得最为平稳的驾驶感受。当前并联式混合动力电动汽车在控制方面依旧存在不足，包括一些主流汽车制造企业的电动汽车控制策略仍然对应电池SOC和油门踏板、驱动功率、车速等，在一定范围内限制发动机与电动机之间的转矩，让混合动力电动汽车的动轮驱动力矩得到满足。在控制策略方面应用电力电子技术，可以有效解决相关控制问题，其中包括自由切换系统控制工作程式，此外还能让多个动力源之间完成功率调配，想要让电子电力技术在控制策略中发挥出最高性能，需要遵循以下三个原则。第一，混合动力电动汽车的整体车速以及功率消耗大于设定值后，由电力电子装置自动转换发动机模式，让发动机为汽车提供功率，中止电机的工作。第二，混合动力电动汽车的整体车速和功率消耗若低于设定值，电力电子装置令发动机维持待机，汽车呈纯电动驱动模式。第三，当负荷过重时，电力电子装置自动将控制系统转换为混合工作模式，即电动机与发动机共同来驱动车轮，应对紧急加速或者高角度爬坡等驾驶情况。

结束语

随着电子电力技术研究加深，已经能够兼容越来越多的受用器件，为混合动力电动汽车提供稳定的控制与调节。当前商业电动汽车开始注重电力电子装置的使用，并且充分肯定了电力电子技术对大功率电能的调节能力，所以电力电子技术的广泛应用将会在汽车工业的未来得以验证。随着人们的环保意识的逐渐上升，绿色节能电动汽车将会得到更多消费者青睐，降低石油能源的使用，在提供可靠性能的同时，混合动力电动汽车还可以在低污染的情况下长时间驾驶，所以与之对应的电力电子技术也必将得到完善。

参考文献：

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